CN110865958A - 一种基于lrm的综合交换管理模块的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于LRM的综合交换管理模块的设计方法,属于网络交换、机箱管理技术领域。该模块作为LRM系统整机核心部件,在机箱内提供1G/10G以太网多端口冗余交换、BMC模块级状态监控和管理、DVI/VGA/USB/AUDIO信号切换控制以及模块间共享串口等集成功能。

Description

一种基于LRM的综合交换管理模块的设计方法
技术领域
本发明属于网络交换、机箱管理技术领域,具体涉及一种基于LRM的综合交换管理模块的设计方法。
背景技术
近年来,为加速产品迭代周期,简化维修时长和难度,高性能加固服务器机箱广泛采用基于CPCI(Compact PCI)总线或VPX总线的使用现场可更换模块(LRM)。但随着高带宽、大数据时代的到来,加固服务器机箱对于整机性能、尺寸重量和机箱健康监控管理提出了全新的要求。
为提升加固服务器机箱整体数据传输处理能力,同时减小机箱整体尺寸和重量,精简LRM模块数量、整合核心功能需求、优化端口复用设计成为下一代LRM模块发展趋势。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是:提供一种基于LRM的综合交换管理模块的设计方法,使得该模块集万兆以太网交换、BMC机箱健康监控管理、KVM切换于一体,兼备整机共享接口,简化加固机箱的设计尺寸重量,提高系统性能和集成度。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种基于LRM的综合交换管理模块的设计方法,该模块设计为在LRM系统机箱内提供1G/10G以太网多端口冗余交换、BMC模块级状态监控和管理、DVI/VGA/USB/AUDIO信号切换控制以及模块间共享串口功能。
优选地,将该综合交换管理模块设计为包括:网络交换模块,BMC管理模块、KVM切换模块、共享串口模块、LRM高速连接器、板载SPI Flash和NAND Flash;
其中,网络交换模块设计为包括交换芯片主控制器和网络交换芯片,KVM切换模块设计为包括VGA切换器、DVI切换器、USB切换器和AUDIO切换器四种切换器;
所述交换芯片主控制器通过PCIe总线与网络交换芯片相连,网络交换芯片用于提供4路自适应MDI接口、6路1000BASE-X和6路10GBASE-KR以太网接口连接至LRM高速连接器,LRM高速连接器作为整机网络交换渠道负责搭建整机内部局域网络环境;交换芯片主控制器通过读取板载SPI Flash固件信息和NAND Flash中的内核信息进行启动,启动完毕后加载网络交换芯片的SDK程序,通过PCIe总线对网络交换芯片进行初始化配置,确定网络交换芯片对外提供的端口数目、端口形式和以太网协议;
所述BMC管理模块设计为包括管理、切换主控制器,KVM切换模块和共享串口模块共用所述管理、切换主控制器;所述管理、切换主控制器提供2路IPMB总线用于实现机箱IPMI管理,提供1路IIC接口接入KVM切换模块的VGA切换器、DVI切换器、USB切换器和AUDIO切换器用于控制相应信号进行切换,提供一路USB2.0接口信号接入共享串口模块,通过共享串口模块中的USB转四路TTL设备以及TTL转RS232/RS422切换控制器,实现通过管理、切换主控制器对外提供四路RS232/RS422可配置串口,管理、切换主控制器将从共享串口模块收集到的共享串口数据进行解析后重新封包为以太网TCP报文,通过数据网络传输到机箱的主处理器板,同时通过数据网络配置在主处理器板的虚拟四路通信端口以实现共享串口,提供一路1000BASE-X以太网信号接入网络交换芯片;KVM切换模块提供一路VGA视频信号、一路DVI视频信号、两路USB信号和一路AUDIO信号接入LRM高速连接器对外输出。
优选地,所述管理、切换控制器还设计为与所述交换芯片主控制器间通过一路UART进行板内通信,交换芯片主控制器收集到网络交换芯片各端口在用状况、流量、速率信息后,定时上报给管理、切换主控制器,用于机箱健康监控管理。
优选地,所述管理、切换主控制器上电启动后,自动运行IPMI管理主程序,该IPMI管理主程序负责从LRM高速连接器的IPMB接口获取机箱管理数据,解析相应数据并进行分析,对部分需要处理的关键数据交由管理、切换主控制器相应接口模块进行相关的操作。
优选地,所述部分需要处理的关键数据包括过温保护、状态监控、日志告警信息。
优选地,所述管理、切换主控制器还设计为提供一路1000BASE-X以太网接口接入网络交换芯片,实现数据平面与管理平面的互通,机箱内部的测试计算机通过以太网访问Web机箱管理页面进行机箱监控以及与KVM信号相关的切换控制和串口共享设置。
优选地,所述KVM切换模块还设计为收集机箱内部的多路主处理器板信号,即DVI视频信号、VGA视频信号、USB信号以及AUDIO信号,管理、切换主控制器上电启动后,通过IIC接口控制串接在IIC总线上的VGA切换器、DVI切换器、USB切换器和AUDIO切换器,更改四种切换器上的矩阵输入输出策略,将机箱内部的多路主处理器板信号切换到要求对外输出的接口上,实现信号的多输入单输出或多入输多输出。
优选地,所述四种切换器间相互独立,互不干扰。
本发明还提供了一种利用所述的方法设计的基于LRM的综合交换管理模块。
(三)有益效果
本发明设计的综合交换管理作为LRM系统整机核心部件,在机箱内提供1G/10G以太网多端口冗余交换、BMC模块级状态监控和管理、DVI/VGA/USB/AUDIO信号切换控制以及模块间共享串口等集成功能,集万兆以太网交换、BMC机箱健康监控管理、KVM切换于一体,兼备整机共享接口,简化加固机箱的设计尺寸重量,提高系统性能和集成度。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于LRM的综合交换管理模块的结构示意图;
图2为本发明提供的KVM切换模块功能逻辑示意图;
图3为本发明提供的KVM切换模块工作流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1至图3所示,本发明提供了一种基于LRM的综合交换管理模块的设计方法,该方法将该模块作为LRM系统整机核心部件,在机箱内提供1G/10G以太网多端口冗余交换、BMC模块级状态监控和管理、DVI/VGA/USB/AUDIO信号切换控制以及模块间共享串口等集成功能;
具体地,该模块设计为包括:网络交换模块,BMC管理模块、KVM切换模块、共享串口模块、LRM高速连接器、板载SPI Flash和NAND Flash;
网络交换模块包括交换芯片主控制器和网络交换芯片,KVM切换模块包括VGA切换器、DVI切换器、USB切换器和AUDIO切换器;
所述交换芯片主控制器通过PCIe总线与网络交换芯片相连,网络交换芯片用于提供4路自适应MDI接口(10/100/1000M自适应)、6路1000BASE-X和6路10GBASE-KR以太网接口连接至LRM高速连接器,LRM高速连接器作为整机网络交换渠道负责搭建整机内部局域网络环境;交换芯片主控制器通过读取板载SPI Flash固件信息和NAND Flash中的内核信息进行启动,启动完毕后加载网络交换芯片的SDK程序,通过PCIe总线对网络交换芯片进行初始化配置,确定网络交换芯片对外提供的端口数目、端口形式和以太网协议;
所述BMC管理模块包括管理、切换主控制器,KVM切换模块和共享串口模块共用所述管理、切换主控制器,所述管理、切换主控制器提供2路IPMB总线用于实现机箱IPMI管理,提供1路IIC接口接入KVM切换模块的VGA切换器、DVI切换器、USB切换器和AUDIO切换器用于控制相应信号进行切换;提供一路USB2.0接口信号接入共享串口模块,通过共享串口模块中的USB转四路TTL设备以及TTL转RS232/RS422切换控制器,实现通过管理、切换主控制器对外提供四路RS232/RS422可配置串口,管理、切换主控制器将从共享串口模块收集到的共享串口数据进行解析后重新封包为以太网TCP报文,通过数据网络传输到机箱的主处理器板,同时通过数据网络配置在主处理器板的虚拟四路通信端口(COM)以实现共享串口;提供一路1000BASE-X以太网信号接入网络交换芯片,实现数据平面与管理平面的互通;KVM切换模块提供一路VGA视频信号、一路DVI视频信号、两路USB信号和一路AUDIO信号接入LRM高速连接器对外输出;管理、切换控制器还与所述交换芯片主控制器间通过一路UART进行板内通信,交换芯片主控制器收集到网络交换芯片各端口在用状况、流量、速率等信息后,定时上报给管理、切换主控制器,用于机箱健康监控管理。
所述管理、切换主控制器上电启动后,自动运行IPMI管理主程序,该IPMI管理主程序负责从LRM高速连接器的IPMB接口获取机箱管理数据,解析相应数据并进行分析,对部分需要处理的关键数据如过温保护、状态监控、日志告警等交由管理、切换主控制器相应接口模块进行相关的操作。管理、切换主控制器提供一路1000BASE-X以太网接口接入网络交换芯片,实现数据平面与管理平面的互通,机箱内部的测试计算机通过以太网访问Web机箱管理页面进行机箱监控以及与KVM信号相关的切换控制和串口共享设置;
所述KVM切换模块收集机箱内部的多路主处理器板信号,即DVI视频信号、VGA视频信号、USB信号以及AUDIO信号,管理、切换主控制器上电启动后,通过IIC接口控制串接在IIC总线上的VGA切换器、DVI切换器、USB切换器和AUDIO切换器,更改四种切换器上的矩阵输入输出策略,将机箱内部的多路主处理器板信号切换到要求对外输出的接口上,实现信号的多输入单输出或多入输多输出。四种切换器间相互独立,互不干扰。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于LRM的综合交换管理模块的设计方法,其特征在于,该模块设计为在LRM系统机箱内提供1G/10G以太网多端口冗余交换、BMC模块级状态监控和管理、DVI/VGA/USB/AUDIO信号切换控制以及模块间共享串口功能。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,将该综合交换管理模块设计为包括:网络交换模块,BMC管理模块、KVM切换模块、共享串口模块、LRM高速连接器、板载SPIFlash和NANDFlash;
其中,网络交换模块设计为包括交换芯片主控制器和网络交换芯片,KVM切换模块设计为包括VGA切换器、DVI切换器、USB切换器和AUDIO切换器四种切换器;
所述交换芯片主控制器通过PCIe总线与网络交换芯片相连,网络交换芯片用于提供4路自适应MDI接口、6路1000BASE-X和6路10GBASE-KR以太网接口连接至LRM高速连接器,LRM高速连接器作为整机网络交换渠道负责搭建整机内部局域网络环境;交换芯片主控制器通过读取板载SPIFlash固件信息和NAND Flash中的内核信息进行启动,启动完毕后加载网络交换芯片的SDK程序,通过PCIe总线对网络交换芯片进行初始化配置,确定网络交换芯片对外提供的端口数目、端口形式和以太网协议;
所述BMC管理模块设计为包括管理、切换主控制器,KVM切换模块和共享串口模块共用所述管理、切换主控制器;所述管理、切换主控制器提供2路IPMB总线用于实现机箱IPMI管理,提供1路IIC接口接入KVM切换模块的VGA切换器、DVI切换器、USB切换器和AUDIO切换器用于控制相应信号进行切换,提供一路USB2.0接口信号接入共享串口模块,通过共享串口模块中的USB转四路TTL设备以及TTL转RS232/RS422切换控制器,实现通过管理、切换主控制器对外提供四路RS232/RS422可配置串口,管理、切换主控制器将从共享串口模块收集到的共享串口数据进行解析后重新封包为以太网TCP报文,通过数据网络传输到机箱的主处理器板,同时通过数据网络配置在主处理器板的虚拟四路通信端口以实现共享串口,提供一路1000BASE-X以太网信号接入网络交换芯片;KVM切换模块提供一路VGA视频信号、一路DVI视频信号、两路USB信号和一路AUDIO信号接入LRM高速连接器对外输出。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述管理、切换控制器还设计为与所述交换芯片主控制器间通过一路UART进行板内通信,交换芯片主控制器收集到网络交换芯片各端口在用状况、流量、速率信息后,定时上报给管理、切换主控制器,用于机箱健康监控管理。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述管理、切换主控制器上电启动后,自动运行IPMI管理主程序,该IPMI管理主程序负责从LRM高速连接器的IPMB接口获取机箱管理数据,解析相应数据并进行分析,对部分需要处理的关键数据交由管理、切换主控制器相应接口模块进行相关的操作。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述部分需要处理的关键数据包括过温保护、状态监控、日志告警信息。
6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述管理、切换主控制器还设计为提供一路1000BASE-X以太网接口接入网络交换芯片,实现数据平面与管理平面的互通,机箱内部的测试计算机通过以太网访问Web机箱管理页面进行机箱监控以及与KVM信号相关的切换控制和串口共享设置。
7.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述KVM切换模块还设计为收集机箱内部的多路主处理器板信号,即DVI视频信号、VGA视频信号、USB信号以及AUDIO信号,管理、切换主控制器上电启动后,通过IIC接口控制串接在IIC总线上的VGA切换器、DVI切换器、USB切换器和AUDIO切换器,更改四种切换器上的矩阵输入输出策略,将机箱内部的多路主处理器板信号切换到要求对外输出的接口上,实现信号的多输入单输出或多入输多输出。
8.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述四种切换器间相互独立,互不干扰。
9.一种利用权利要求1至8中任一项所述的方法设计的基于LRM的综合交换管理模块。
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